Característiques d'alumini. Alumini: característiques generals

Cada element químic pot ser considerat des del punt de vista de tres ciències: física, química i biologia. En aquest article anem a tractar en la major mesura possible caracteritzar l'alumini. Aquest element, que està en el tercer grup i el tercer període, d'acord amb la Taula Periòdica. D'alumini - metall, que té una reactivitat mitjana. També és possible observar les connexions propietats amfòteres. Alumini pes atòmic de vint grams per mol.

Les característiques físiques d'alumini

En condicions normals és un sòlid. fórmula d'alumini és molt simple. Es compon d'àtoms (no unir-se en la molècula), que estan alineades amb l'ajuda d'una xarxa cristal·lina en la substància sòlida. color alumini - plata-blanc. A més, té una lluentor metàl·lica, així com qualssevol altres substàncies d'aquest grup. El color del metall utilitzat en la indústria, pot ser diferent a causa de la presència d'impureses en l'aliatge. Aquest és un metall bastant lleuger. La seva densitat igual a 2,7 g / cm3, és a dir, és aproximadament tres vegades més lleuger que el ferro. En això pot donar lloc a excepció que el magnesi, que és encara més fàcil el metall en qüestió. La duresa d'alumini és força baix. En ell, dóna la majoria dels metalls. duresa d'alumini de només dos en l'escala de Mohs. Per tant, per a la seva guany sobre la base d'aliatges de metall afegit més difícil.

de fusió d'alumini es produeix a una temperatura de només 660 graus Celsius. I comença a bullir quan s'escalfa a una temperatura de dues mil quatre cinquanta i dos graus centígrads. Aquest és un metall molt dúctil i fusible. En aquest extrems d'alumini característics físics. No obstant això, cal assenyalar que el metall actiu té la millor després del coure i plata conductivitat.

La prevalença en la naturalesa

especificacions d'alumini que acabem de considerar, força comú en el medi ambient. Es pot observar en la composició de molts minerals. element d'alumini - el quart lloc entre els més comuns en la natura. La seva fracció en pes en l'escorça terrestre és gairebé nou per cent. Principals minerals estan presents en la composició dels seus àtoms és bauxita, alúmina, criolita. En primer lloc - una formació de roca, que consisteix en òxids de ferro, silici i el metall en qüestió, també en l'estructura de les molècules d'aigua presents. Té una coloració no uniforme: fragments gris, colors marró vermellós o altres, que depenen de la presència de diverses impureses. De trenta a seixanta per cent de la raça - alumini, les fotos es pot veure a dalt. També és molt comú en la naturalesa mineral és alúmina.

Aquesta alúmina. La seva fórmula química - Al2O3. Ell pot tenir color vermell, groc, blau o marró. La seva duresa en l'escala de Mohs és de nou unitats. Les varietats de corindó són safirs notables i robins, leicosapphires i padparadzha (safir groc).

La criolita - un mineral que té una fórmula química més complexa. Es compon dels fluorurs d'alumini i sodi - AlF3 • 3NaF. Sembla que la pedra incolora o de color gris, té una duresa baixa - els tres en l'escala de Mohs. En el món actual se sintetitza artificialment al laboratori. S'utilitza en la metal·lúrgia.

També d'alumini es pot trobar en la naturalesa com a part d'argila, que són els principals components de silici i òxids de metall associat amb molècules d'aigua. A més, l'element químic es pot observar en la composició de nefelina, fórmula química de les quals és la següent: KNa3 [AlSiO4] 4.

recepció

consideració d'alumini característiques proporciona mètodes per a la seva síntesi. Hi ha diversos mètodes. Producció d'alumini pel primer mètode es porta a terme en tres etapes. L'últim d'ells és el procediment de l'electròlisi sobre el càtode i un ànode de carboni. Per dur a terme un procés d'aquest tipus requereix que l'òxid d'alumini, i productes auxiliars com ara criolita (fórmula - Na3AlF6) i fluorur de calci (CaF2). Per tal de produir la descomposició d'alúmina dissolta, cal amb la criolita i calci fos fluorur escalfat a una temperatura almenys nou-cents cinquanta graus centígrads, i després es va passar a través d'un corrent d'aquestes substàncies en els vuitanta mil amperes i voltatge de cinc 08:00 volts. Per tant, pel fet que el procés per càtode d'alumini settle, i les molècules d'oxigen es recollirà en l'ànode, que al seu torn s'oxida ànode i convertir-lo en diòxid de carboni. Abans de dur a terme aquesta bauxita procediment, que en la forma d'òxid d'alumini s'extreu, pre-netejat d'impureses, i passa el procés de deshidratació.

mètode de producció d'alumini s'ha descrit anteriorment és molt comú en la metal·lúrgia. També hi ha un mètode, inventat en 1827 per F. Wohler. Es troba en el fet que l'alumini es pot extreure mitjançant una reacció química entre el seu clorur i potassi. Per dur a terme un procés d'aquest tipus només es poden crear en forma de condicions especials de molt alta temperatura i buit. Per tant, un mol de clorur i un volum igual de potassi es poden preparar un mol d'alúmina i tres mols de clorur de potassi com un subproducte. Aquesta reacció es pot expressar com la següent equació: AІSІ3 + + 3K = AІ 3KSІ. Aquest mètode no ha guanyat molta popularitat en la indústria.

característiques d'alumini en termes de química

Com ja es va esmentar anteriorment, és una substància simple, que es compon d'àtoms que no estan organitzats en una molècula. Estructures similars es formen gairebé tots els metalls. L'alumini té una reactivitat relativament elevada i fortes propietats reductores. Caracterització química de l'alumini començarà amb una descripció de les seves reaccions amb una altra substància simple, com es descriurà encara més la interacció amb compostos inorgànics complexos.

substàncies simples i alumini

Aquests inclouen un principalment oxigen - el compost més comú al planeta. Des de la seva vint-iu per cent de l'atmosfera de la Terra està composta. La reacció de la substància amb qualsevol altra coneguda com oxidació, o la crema. En general passa a altes temperatures. Però en el cas de l'alumini pot oxidació en condicions normals d'operació - la pel·lícula d'òxid així formada. Si es tritura el metall actiu, es cremarà, alliberant d'aquesta manera grans quantitats d'energia en forma de calor. Per dur a terme la reacció entre l'alumini i l'oxigen necessitar aquests components en una relació molar de 4: 3, de manera que les dues parts queden òxid.

Aquesta reacció química s'expressa per l'equació següent: 4AІ + 3O2 = 2AІO3. També alumini pot reaccionar amb halògens que inclouen fluor, iode, brom i clor. Els noms d'aquests processos prové de l'halogen corresponent: fluoració, iodació, la bromació i cloració. Aquesta és la reacció d'acoblament típica.

Per exemple, la reacció d'alumini amb clor. Aquest tipus de procés només pot ocórrer en el fred.

Per tant, la presa de dos mols d'alumini i tres mols de clor, per donar dos mols del clorur de metall. L'equació per a aquesta reacció és la següent: + 2AІ 3SІ = 2AІSІ3. De la mateixa manera és possible obtenir fluorur d'alumini, bromur i iodur d'ella.

En gris la substància en qüestió només reacciona quan s'escalfa. Per dur a terme la interacció entre els dos compostos necessaris per a portar-los en proporcions molars de dos a tres, i una porció del sulfur format d'alumini. Equació de reacció és la següent: 2Al + 3S = Al2S3.

A més, a altes temperatures i d'alumini reacciona amb el carboni per formar un carbur, i el nitrogen per formar un nitrur. Es pot citar la següent equació de reacció química: 4AІ + 3C = AІ4S3; 2Al + N2 = 2AlN.

Interacció amb substàncies complexes

Aquests inclouen aigua, sals, àcids, bases, òxids. Amb tots els compostos químics d'alumini reacciona de manera diferent. Vegem en detall cada cas.

La reacció amb aigua

Amb la substància més comuna en complex d'alumini terra interactua amb calefacció. Això passa només quan l'eliminació preliminar de la pel·lícula d'òxid. La interacció de l'hidròxid amfòter es forma, i l'hidrogen s'allibera en l'aire. Prenent les dues parts d'alumini i sis parts d'aigua, s'obté hidròxid i hidrogen en una relació molar de dos a tres. Aquesta equació de reacció s'escriu així: 2AІ + 6H2O = 2AІ (OH) 3 + 3H2.

Interacció amb àcids, bases i òxids

Igual que altres metalls actius, l'alumini és capaç de participar en una reacció de substitució. Per tant, pot desplaçar hidrogen a partir d'un àcid o un catió de metall passiu d'una sal del mateix. Com a resultat d'aquestes interaccions es forma una sal d'alumini, i s'allibera hidrogen (en el cas d'àcid) o precipitat xarxa metàl·lica (la qual és menys actiu que el considerat). En el segon cas, i manifesta propietats reductores com es va esmentar anteriorment. Un exemple és la interacció d'alumini amb àcid clorhídric, en què el clorur d'alumini es forma i s'allibera en l'aire, hidrogen. Aquest tipus de reacció s'expressa en la següent equació: + 2AІ 6NSІ = 2AІSІ3 + 3H2.

Un exemple de la interacció de la sal d'alumini pot ser la seva reacció amb sulfat de coure. Tenint aquests dos components, vam acabar amb sulfat d'alumini i el coure pur, que entren en la forma d'un precipitat. Amb àcids com ara àcid sulfúric i nítric, alumini reacciona de forma única. Per exemple, l'addició d'una solució diluïda d'àcid nitrat d'alumini en una relació molar de vuit parts per trenta-vuit parts està formada pel nitrat de metall, l'òxid nítric tres parts i quinze - aigua. L'equació de la reacció es registra així: 8AL + 30HNO3 = 8AL (NO 3) 3 + 3N2O + 15H2O. Aquest procés només es produeix en presència de calor.

Si la solució mixta de sulfat d'alumini i un àcid feble en proporcions molars de dos a tres, llavors s'obté el sulfat del metall i hidrogen en una proporció d'un a tres. Això ocorrerà reacció de substitució ordinària, com és el cas d'altres àcids. Per a més claredat, es presenten l'equació: 2Al + 3H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + 3H2. No obstant això, amb una solució concentrada de la mateixa àcid més difícil. Aquí, igual que en el cas de nitrat, es forma el sub-producte, però no en la forma d'òxid i en forma de sofre i aigua. Si prenem els dos necessitàvem component en una relació molar de dos a quatre, el resultat serà una de la sal del metall, i de sofre, així com quatre - aigua. Aquesta reacció química es pot expressar per la següent equació: 2Al + 4H2SO4 = Al2 (SO4) 3 + S + 4H2O. A més, l'alumini pot reaccionar amb els àlcalis. Per a la realització de tals interaccions químiques han de prendre dos mols del metall, la mateixa quantitat d'hidròxid de sodi o hidròxid de potassi, així com sis mols d'aigua. Això produeix substàncies com tetragidroksoalyuminat i hidrogen de sodi o de potassi, que s'allibera com un gas amb una olor acre en proporcions molars de dos a tres. Aquesta reacció química es pot representar per la següent equació: 2AІ + 2KOH + 6H2O = 2K [AІ (OH) 4] + 3H2.

I l'última cosa a considerar és el patró d'interacció amb alguns òxids d'alumini. El més comú i s'utilitza en cas de - reacció Beketov. Que, igual que molts altres de l'anterior, només té lloc a altes temperatures. Per tant, per a la seva aplicació ha de tenir dues moles per mol d'alumini i òxid de Ferrum. La interacció d'aquestes dues substàncies obtenir alúmina i ferro lliure en una quantitat d'un i dos mols respectivament.

L'ús del metall en la indústria

Tingueu en compte que l'ús d'alumini - un fenomen molt comú. En primer lloc, es necessita la indústria de l'aviació. Juntament amb els aliatges de magnesi, s'utilitza, i sobre la base dels aliatges de metall. Es pot dir que el pla mitjà és de 50% Els aliatges d'alumini i la seva unitat - 25%. També, l'ús d'alumini es porta a terme durant la fabricació de filferros i cables, per la seva excel·lent conductivitat elèctrica. A més, el metall i els seus aliatges són àmpliament utilitzats en la indústria automotriu. Aquests materials consisteixen de les canals d'automòbils, autobusos, troleibusos, tramvies alguns, així com els cotxes convencionals i els trens elèctrics. A més, el seu ús en aplicacions de menor escala, per exemple per a la producció d'envasos per a aliments i altres productes, articles de taula. Per tal de produir una tinta de plata de la pols de metall es requereix. Es necessita la pintura amb la finalitat de protegir al ferro de la corrosió. Es pot dir que l'alumini - el segon ús més comú en els metalls industrials després de Ferrum. Les seves connexions i que sovint s'utilitzen en la indústria química. Això s'explica per les característiques químiques particulars d'alumini, incloses les seves propietats reductores i compostos amfòters. Hidròxid considera elements químics necessaris per a la purificació d'aigua. A més, s'utilitza en la medicina en el procés de producció de vacunes. També es pot trobar en la composició de certs tipus de plàstic i altres materials.

Paper a la natura

Com s'ha descrit anteriorment, l'alumini en grans quantitats en l'escorça terrestre. És particularment important per als organismes vius. L'alumini és implicat en la regulació dels processos de creixement, forma els teixits connectius, com ara os, lligaments, i altres. Amb aquest micronutrients processos de regeneració dels teixits corporals realitzats amb més rapidesa. El seu declivi es caracteritza pels següents símptomes: alteració en el desenvolupament i creixement dels nens, en els adults - la fatiga crònica, la reducció del rendiment, deteriorament de la coordinació motora, va reduir la taxa de regeneració de teixits, debilitament dels músculs, especialment en les extremitats. Aquest fenomen pot passar si menja massa poc aliment amb el contingut d'aquest oligoelement.

No obstant això, un problema més comú és un excés d'alumini en el cos. Sovint s'observa aquests símptomes: ansietat, depressió, trastorns del son, pèrdua de memòria, estrès, reblaniment del sistema múscul-esquelètic, que pot conduir a fractures freqüents i esquinços. excés perllongat d'alumini en el cos són sovint problemes en gairebé tots els sistemes d'òrgans.

Tal fenomen pot causar una sèrie de raons. Això és principalment estris de cuina d'alumini. Els científics han demostrat des de fa temps que els plats elaborats amb el metall en qüestió, no és adequat per a la cocció d'aliments en ella, com a una elevada temperatura de l'alumini es fica en el menjar, i com a resultat es menja molt més d'aquest oligoelement que el cos necessita.

La segona raó - l'aplicació regular dels cosmètics per al contingut del metall o sals dels mateixos. Abans d'utilitzar qualsevol producte s'ha de llegir acuradament la seva composició. No són una excepció, i cosmètics.

La tercera raó - l'administració de medicaments, que contenen una gran quantitat d'alumini, des de fa molt de temps. Així com el mal ús de vitamines i suplements dietètics, que inclouen la microcélula.

Ara anem a veure quins productes contenen alumini per ajustar la seva dieta i per organitzar el menú correctament. Això principalment pastanagues, formatge processat, el blat, l'alum, patates. Es recomanen els préssecs fruiters i alvocats. A més, la col, arròs, moltes herbes riques en alumini. A més, dels cations de metalls pot estar present en l'aigua potable. Per evitar alt o baix contingut d'alumini en el cos (encara que, igual que qualsevol altres elements traça), cal controlar acuradament la seva dieta i tractar de fer-ho el més equilibrada possible.